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1、第四章 微波在食品工业中的应用 概述、微波指波长在1mm-1m范围(频率为300-300000MHz)的电磁波。、民用微波波段 、微波加热的特点第一节 微波加热的原理、加热原理、微波加热的影响因素 外加电场的变化频率越高，分子摆动就越快，产生的热量就越多； 外加电场越强，分子的振幅就越大，由此产生的热量就越多； 与物料的种类及性质有关：如物料的密度大，温度升高慢；物料的比热容大，温度升高慢。第二节 微波加热的设备一、基本构成电源、微波管、连接波导、加热器及冷却系统等。 二、基本类型箱式、隧道式、平板式、曲波导式和直波导式（一）箱式微波加热器、 结构图4-4、原理图4-5、用途：适于非连续化加热
2、（二）隧道式微波加热器图4-6 为防止微波能的辐射，在图4-8中的入口和出口处加上了吸收功率的水负载。图4-8 （三）波导型微波加热器 波导型加热器（行波场波导加热器）即在波导的一端输入微波，在另一端有吸收剩余能量的水负载，这样使微波能在波导内无反射地传输，构成行波场。、开槽型波导加热器（图4-9）、型波导加热器（图4-10）、直波导加热器（图4-11）（四）辐射型微波加热器 辐射型加热器是利用微波发生器产生的微波通过一定的转换装置，再经辐射器（照射器、天线等）向外辐射的一种加热器（图4-12）。（五）慢波型微波加热器（表面波加热器） 该加热器是一种微波沿着导体表面传输的加热器。因为它传送微波
3、的速度比空间传送慢，所以叫做慢波加热器（图4-13）。（六）微波真空干燥箱将微波加热与真空干燥相结合的干燥方法,叫做微波真空干燥法。三、微波加热器的选择（一）选择加热器要考虑的因素（139-140） 选择频率主要应考虑以下几点：、加工食品的体积和厚度 选用915MHz可以获得较大的穿透厚度。、一般加工食品的含水量及介质损耗 食品的含水量越大，介质损耗也越大；但微波的频率越高，介质的损耗也越大。综合考虑，一般对于含水量高的食品，宜选用915MHz的频率；对含水量低的食品，宜选用2450MHz的频率。、大批量生产时，往往采用915MHz的频率 因为，915MHz的磁控管可获得30KW或60KW的功
4、率，但2450MHz的频率，只能获得KW的功率。而且，前者的工作效率比后者高10%-20%。、设备体积 2450MHz的磁控管和波导均比915MHz的小，因此，前者的体积比后者小。 综上所述，加热频率的选择，最好通过试验来确定。(二)加热器类型的选择第三节 微波加热在食品工业中的应用一、微波烹调 微波炉烹调食品，具有方便、快速、营养损失小、产品鲜嫩多汁的特点。因此，家用微波炉的普及速度很快。年美国的普及率达到，日本的普及率也很高。我国近年普及很快。 微波烹调食品的方法主要有两种，一种是家庭或食堂自己配料烹调，这种方法具有时间短的优点。表4-4 另一种是食品公司利用微波炉加热杀菌生产的微波方便食
5、品。食用前只需将罐头丢入热水中稍稍加热即可。表4-4 二、微波干燥 由于微波干燥具有一般干燥无法比拟的优点（内部加热，受热均匀，干燥速度快，营养损失小，外表不结壳），因此在食品干燥中发展很快。图4-14 实例：将含水量为的面条用热风干燥时，需要小时。但先用微波炉将含水量降低到，再用热风干燥到，只需.小时。三、微波解冻、传统方法解冻的优点时间长，占地面积小，失水率较高，表面易氧化，易变色，消耗大量清洁水。、微波解冻的优点由于内外同时加热，因此解冻快，失水少（但比自然解冻的失水多）。表4-73、影响微波解冻的因素（1）频率（2）产品的温度（3）温度阶段（4）产品的大小和形状四、微波杀菌和保鲜（一）
6、微波杀菌的作用机理、热效应 微波作用于食品，食品表里同时吸收微波能，使温度升高。侵入食品的微生物细胞在微波场的作用下，其分子也被激化并作高频振动，产生热效应，温度升高，。食品和微生物温度的快速升高，使其蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。、非热生化效应 微波的作用，使微生物在其生命化学过程中所产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变，亦即使微生物的生理活性物质发生变化。 同时，电场也会使细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏。使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或使之死亡。 微波能还能
7、使微生物细胞赖以生存的水分活性降低，破坏微生物的生长环境。 微波还可以导致和分子结构中氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变，从而中断细胞的正常繁殖能力。（二）微波杀菌的应用、应用范围 既可以用于固体食品的杀菌，也可用于液态食品的杀菌； 既可用于杀菌，还可用于产品的灭酶；、实例： 杀菌实例 微波牛奶消毒器采用的是2450MHz的频率，其工艺可以是采用82.2左右处理处理一定时间，也可以是采用微波高温瞬时杀菌工艺，即：200，0.13S。 灭酶实例：采用微波灭酶代替果蔬食品加工前的热水热烫，同样可以杀死部分微生物，钝化酶的活性，还可以减少水溶性物质的流失。、微波杀菌示意图 图4-16
8、五、食品微波焙烤与烘烤、微波焙烤的优点 、微波焙烤的缺点 由于焙烤时产品温度较低，不足以产生足够的美拉德反应，因此产品的表面缺少人们所喜爱的金黄色。因此，微波焙烤往往与传统焙烤方法结合起来使用，两中加热方法同时进行或依次进行，或微波加热与红外加热一起使用。一般的做法是，先用微波焙烤，再用传统方法在200-300下烘烤4-5min，或再用红外加热上色。、微波加热实例 实例一 微波用于面包的焙烤 由淀粉酶含量高的面粉制成的面包一般不能用传统方法焙烤，因为淀粉酶的作用会引起淀粉的过量分解，使产品的体积减小，弹性变差（即发硬）。但采用微波焙烤，其迅速加热产生的大量蒸汽和二氧化碳可使产品蓬松，也能使淀粉
9、酶对淀粉的分解作用减少到最低限度。 实例二 微波加热用于坚果类的烘烤 坚果类具有坚硬的外壳，一般方法焙炒比较困难，常常是加热过头，使坚果变脆，不易切片。由于微波具有内部加热的特性，因此可以克服上述缺点。如：国外用20-40k，915MHz的微波加热器对白瓜子、花生、杏仁和腰果进行焙炒，将含水量35%左右的原料焙炒至含水以下，产品的质量比传统方法的好。六、微波膨化、概念 就是利用微波的内部加热特性，使得物料内部迅速受热升温产生大量的蒸汽，内部大量的蒸汽往外冲出，形成无数的微小孔道，使物料组织膨胀、疏散。、实例 日本制造出一种微波干燥蛋黄粉的设备 将蛋黄浆涂在传送带上，先用远红外线预热到30，再用微波加热（16只5kW,2450MHz的磁控管），待膨化至3-5cm厚时,急速冷却至40，然后进行破碎和用常规方法干燥。微波膨化还可用于玉米花等其它方便食品的制造。
